遺伝的アルゴリズム による NQueen解法 ~問題特性 に

08-1-037-0022
奥川 史樹
情報論理工学研究室
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背景
問題提起
研究内容
結果
考察
今後の課題
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モンテカルロ法
◦ 活用分野
 金融
 科学
 ゲームの解探索
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非常に便利!
簡単なシミュレーションのみ!
組み合わせ最適解問題に対して近似最適解を求めら
れる
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バックトラック法
◦ 探索範囲が大きく最後まで調べられない・・・
ゲーム途中での最適解
ここまで
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モンテカルロ法
◦ 最後まで調べることができる
そこから最適解
最後まで
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囲碁や将棋で最善手を探索する方法
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ある局面において、最善手が複数存在する場合、ど
の程度の最善手を調べられているのか?

複数の最適解が存在する場合、探索能力はどの程度
か?
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複数の最適解をもつ問題
◦ NQueen問題をとりあげる

Nが大きくなると解の数が爆発的に増える
Nの数
全解数
4
2
5
10
6
4
7
40
8
92
9
352
10
724
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ランダムに駒を配置
判定
繰り返す
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N=8の場合
シミュレート回数50万 試行回数1000回
◦ 発見できた最適解
 0~2個
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あまり発見できなかった
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解の探索能力を向上させるため
探索範囲を狭めることが考えられる
部分解合成法を用いる
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部分解を合成し全体解を作成する分割統治法の一種
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解の探索範囲を分割することで問題空間を縮小でき
る
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参考文献
◦ 萩野谷一二, “NQueen問題への新しいアプローチ(部分解合成法)について,” 情報処理
学会報告書, Vol.2011-GI-26, No.11, 2011.
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NQueen問題の解は反転回転して別解を求めること
ができる
NQueenの解には3つのパターンがある
◦ TypeA
◦ TypeB
◦ TypeC
対称性なし
180°の対称性
90°の対称性
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回転、反転操作により7
個の別解がある
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回転、反転操作により3
個の別解がある

反転操作により1個の別
解がある
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シミュレート回数50万
試行回数1000回
N=8の場合
0~2 → 全92解
すべての解を求めることができた
N=10の場合
0 → 644~660
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改善点
◦ 解の生成数増加
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問題点
◦ シミュレーションにかかる時間の増加

従来のモンテカルロ法を上回る解探索を実現
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バックトラック法と比べると…
◦ 別の最適解が発生する可能性
→単純比較はできない
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並列化による高速化
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奇数の問題サイズを扱え
るように

部分解を更に細分化す
る
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ご清聴ありがとうございました。